原創(chuàng)?1847?西門子工業(yè)1847俱樂(lè)部

1.1 概述

西門子 HMI 面板歷經(jīng)幾代的變遷，始終秉承著不斷創(chuàng)新的精神，最新的 SIMATIC HMI Unified 精智面板已經(jīng)正式發(fā)布一年多，前代精智面板到新一代 Unified 精智面板的轉(zhuǎn)換需求紛至沓來(lái)。

兩代產(chǎn)品間該如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換以及有哪些特性差別，只有清楚地了解了這些，才能使轉(zhuǎn)換工作得心應(yīng)手。

本文將從兩代 HMI 面板的硬件、軟件等方面進(jìn)行技術(shù)要點(diǎn)的總結(jié)概述，以便于轉(zhuǎn)換工作的開(kāi)展。

圖1 SIMATIC HMI Unified 精智面板系列

目前，Unified 精智面板推出了 6 個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品，均為多點(diǎn)觸控屏，相較于上代精智面板 12 個(gè)型號(hào)而言，Unified 精智面板產(chǎn)品線中無(wú)按鍵面板。

圖2?兩代產(chǎn)品對(duì)比

新一代 Unified 精智面板采用適合在工業(yè)環(huán)境中的電容式多點(diǎn)觸控玻璃面板，其重點(diǎn)變化如下：

• 從 7 到 22 英寸的所有設(shè)備功能相同；

• 可以通過(guò)在面板上安裝 App擴(kuò)展工業(yè)邊緣計(jì)算（Industrial Edge ）功能；

• 設(shè)備分為兩種，一種是標(biāo)有西門子徽標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)款設(shè)計(jì)，另一種是沒(méi)有西門子徽標(biāo)的中性設(shè)計(jì)。

新一代 Unified 精智面板與前代精智面板轉(zhuǎn)換關(guān)系及分辨率對(duì)比如下圖：

圖3?兩代產(chǎn)品顯示尺寸對(duì)比

1.2?要點(diǎn)一、尺寸調(diào)整

如果在已經(jīng)使用了前代精智面板的情況下進(jìn)行升級(jí)替代，必須要考慮兩代面板的物理尺寸（前面板及開(kāi)孔尺寸）差異，以便進(jìn)行安裝。

兩代精智面板的物理尺寸對(duì)比如下圖：

圖4?兩代產(chǎn)品物理尺寸對(duì)比

• 從上表中可以看到，如果要將精智面板 TP700?或 TP1200?替換為 Unified 精智面板 MTP700 或 MTP1200 ，安裝開(kāi)孔無(wú)需做任何處理。

• 如果要將精智面板 TP900?替換為 Unified 精智面板 MTP1000?，則需要對(duì)安裝開(kāi)孔進(jìn)行擴(kuò)孔處理，因?yàn)?MTP1000?開(kāi)孔比原 TP900?大了 14 x 23 mm 。

圖5?TP900/MTP900?開(kāi)孔示意

• 如果要將精智面板 TP1500，TP1900，TP2200?替換為 Unified 精智面板 MTP1500，MTP1900，MTP2200 ，則可以在保留原開(kāi)孔的情況下使用一個(gè)安裝適配框架進(jìn)行安裝，因?yàn)?MTP1500，MTP1900，MTP2200?的開(kāi)孔尺寸比原 TP1500，TP1900，TP2200?要小。

圖6?TP1500/1900/2200/

MTP1500/1900/2200?開(kāi)孔示意

安裝適配框架訂貨信息如下圖：

圖7?安裝適配框架訂貨信息

1.3?要點(diǎn)二、畫面及畫面對(duì)象技術(shù)

Unified 精智面板在可組態(tài)畫面及畫面對(duì)象數(shù)量上有大幅的提升，并且開(kāi)始支持畫面窗口功能。兩代面板在部分畫面組態(tài)方面的主要差異見(jiàn)下圖：

圖8?畫面組態(tài)差異

Unified 精智面板畫面新增了一些基本對(duì)象及元素，為畫面的組態(tài)帶來(lái)了新的便利，新增對(duì)象如下圖：

圖9?新增對(duì)象

·?Unified 精智面板新增了對(duì)“我的控件”的支持，用戶可以不局限于 WinCC Unified 所提供的標(biāo)準(zhǔn)控件，可以根據(jù)需要使用自定義的 Web 控件。

·?新增支持動(dòng)態(tài) SVG （可縮放的矢量圖形），并含有大量實(shí)例，用戶可以將變量關(guān)聯(lián)到其動(dòng)態(tài)接口上，輕松地實(shí)現(xiàn)圖形動(dòng)態(tài)化顯示。

·?在新的 Unified 精智面板中開(kāi)始支持畫面窗口功能，使得畫面結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)更為靈活，畫面切換的函數(shù)也發(fā)生了改變。在原精智面板中切換畫面使用的函數(shù)為“激活屏幕”（“ActivateScreen”），而在Unified 精智面板中更改為“改變畫面”（“ChangeScreen”）。

Unified 精智面板“改變畫面”函數(shù)的具體用法：

圖10?切換當(dāng)前主畫面（由Screen1?切換至 Screen2）

在 Unified 精智面板中使用新的畫面窗口技術(shù)時(shí)，同樣是使用“改變畫面”函數(shù)來(lái)切換畫面窗口中的子畫面，但是需要考慮畫面層次結(jié)構(gòu)。

例子一，通過(guò)主畫面中的按鈕切換畫面窗口中的子畫面。畫面層次結(jié)構(gòu)如下圖：

圖11 畫面層次結(jié)構(gòu)

通過(guò)右側(cè) 3 個(gè)按鈕切換畫面窗口（Screen window_1）中的顯示子畫面。函數(shù)具體用法如下：

圖12 切換畫面窗口組態(tài)

例子二，主畫面中包含兩個(gè)畫面窗口“Screen window_1”（子畫面窗口）及“Screen window_navigation”（導(dǎo)航按鈕窗口），需要通過(guò)導(dǎo)航按鈕窗口中的按鈕進(jìn)行子畫面窗口中的畫面切換。畫面層次結(jié)構(gòu)如下圖：

圖13?畫面層次結(jié)構(gòu)

通過(guò)導(dǎo)航按鈕窗口中的按鈕切換畫面時(shí)，函數(shù)具體用法如下：

圖14?切換畫面窗口組態(tài)

在這種情況下，需要將畫面窗口路徑值的輸入類型切換為“String”，然后通過(guò)字符串對(duì)要切換畫面的畫面窗口進(jìn)行尋址。在該樣例中，要切換畫面窗口“Screem window_1”中的顯示畫面，因此需要輸入“../Screem window_1”。其中“..”代表了導(dǎo)航畫面窗口“Screen window_navigation”的父級(jí)畫面“Screen1”，“/Screen window_1”即可尋址到需要切換畫面的畫面窗口對(duì)象。

在對(duì)象尋址時(shí)，可以通過(guò)兩種方式進(jìn)行尋址：

·?相對(duì)對(duì)象路徑

o “..”：代表在當(dāng)前畫面窗口的上下文中引用較高級(jí)別的畫面窗口（父窗口）。

o “.”：引用本身畫面窗口（自己）。

o “”：當(dāng)前畫面窗口的畫面對(duì)象不帶前綴進(jìn)行引用。

·?絕對(duì)對(duì)象路徑

o “/”：引用最高級(jí)別的畫面窗口，后面必須跟有其名稱。

o “~”：在本身畫面層級(jí)結(jié)構(gòu)中引用最高級(jí)別的畫面窗口。

因此在該樣例中，畫面窗口路徑值則可以使用 3 中方法進(jìn)行尋址：

1)?“../Screem window_1”

2)?“//Screem window_1”

3)?“~/Screem window_1”

1.4 要點(diǎn)三、畫面管理

要組態(tài)靈活美觀的畫面結(jié)構(gòu)布局，在前代精智面板中可以通過(guò)“畫面管理”中的“模板”、“彈出畫面”、“滑入畫面”、“全局畫面”以及“永久區(qū)域”來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在新一代的 Unified 精智面板組態(tài)中，所有這些“畫面管理”元素均已取消。

圖15?畫面管理取消

要實(shí)現(xiàn)與精智面板類似的畫面結(jié)構(gòu)布局，通過(guò)畫面加畫面窗口的組合組態(tài)即可實(shí)現(xiàn)。例如下圖的畫面結(jié)構(gòu)布局：

圖16?畫面結(jié)構(gòu)布局

通過(guò) 6 個(gè)畫面窗口分別加載標(biāo)題欄、狀態(tài)欄等畫面來(lái)替代原精智面板的永久區(qū)域及滑入畫面等功能。

1.5?要點(diǎn)四、HMI?變量與連接

在 HMI 變量方面，無(wú)論是可組態(tài)的變量數(shù)還是變量類型，Unified 精智面板都有了很大的提升。

變量數(shù)：

圖17?變量數(shù)

新增內(nèi)部變量類型：

圖18?新增類型

變量計(jì)數(shù)

在數(shù)組變量的實(shí)際使用計(jì)數(shù)方面發(fā)生了變化，如下圖：

圖19?變量計(jì)數(shù)對(duì)比

變量事件

在 Unified 精智面板組態(tài)中不再支持變量事件，原精智面板中通過(guò)變量的“數(shù)值更改”、“超出上限”以及“超出下限”觸發(fā)的事件在 Unified 精智面板中只能通過(guò)計(jì)劃任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)方法：

1. 添加計(jì)劃任務(wù)并設(shè)置觸發(fā)器：

圖20?計(jì)劃任務(wù)觸發(fā)器

2. 添加事件：

圖21?計(jì)劃任務(wù)事件

可以從函數(shù)列表中直接選擇要執(zhí)行的系統(tǒng)函數(shù)，或者點(diǎn)擊“JS”按鈕切換到 JS 窗口編寫要執(zhí)行的腳本。

計(jì)劃任務(wù)將會(huì)在所關(guān)聯(lián)的變量值發(fā)生變化時(shí)執(zhí)行，如果仍然希望像精智面板一樣在超出上限或超出下限時(shí)執(zhí)行，則需要通過(guò)腳本中的 If..Then..Else 邏輯來(lái)進(jìn)行判斷后執(zhí)行。

S7 連接數(shù)

Unified 精智面板與西門子 PLC 通信的連接數(shù)由原來(lái)的 8 個(gè)增加到了 16 個(gè)。

1.6?要點(diǎn)五、HMI?報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)

在 HMI 報(bào)警組態(tài)方面，Unified 精智面板同樣有了大幅提升，重點(diǎn)信息參見(jiàn)下圖：

圖22?報(bào)警組態(tài)對(duì)比

歷史數(shù)據(jù)方面，Unified 精智面板的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能大幅提升，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式也發(fā)生了變化，重點(diǎn)信息參見(jiàn)下圖：

圖23?歷史數(shù)據(jù)組態(tài)對(duì)比

1.7 要點(diǎn)六、腳本及系統(tǒng)函數(shù)

Unified 精智面板的腳本語(yǔ)言發(fā)生了最為重大的改變，不再支持原來(lái)的 VBScript 而轉(zhuǎn)為了 JavaScript ，當(dāng)系統(tǒng)函數(shù)無(wú)法很好滿足功能需求的時(shí)候就可以通過(guò) JavaScript 來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。腳本方面的重要變化如下圖：

圖24?腳本對(duì)比

1.8 要點(diǎn)七、仿真及項(xiàng)目傳送

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中仿真功能必不可少，Unified 精智面板的仿真與前代精智面板也發(fā)生了根本性的改變。

精智面板的仿真是在 TIA 博途工具欄中點(diǎn)擊啟動(dòng)仿真按鈕 ，程序畫面將會(huì)直接呈現(xiàn)在啟動(dòng)的仿真程序當(dāng)中。

而 Unified 精智面板在點(diǎn)擊啟動(dòng)仿真按鈕后，項(xiàng)目程序雖然會(huì)在 SIMATIC Runtime Manager 中啟動(dòng)，但是需要打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)瀏覽器進(jìn)行仿真畫面的訪問(wèn)。

圖25?仿真步驟

在項(xiàng)目傳送方面，兩代精智面板也發(fā)生了變化，具體支持的傳送方式見(jiàn)下圖：

圖26?項(xiàng)目傳送對(duì)比

1.9 總結(jié)

兩代面板在功能以及使用上都發(fā)生了諸多的變化，用戶在使用過(guò)程中尚需一個(gè)逐漸了解和適應(yīng)的過(guò)程。

那么在使用之前，清晰地了解新產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和功能變化，能夠使得工程師的組態(tài)避免走彎路，從而有的放矢，快速完成項(xiàng)目交付。

有時(shí)項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)某些異常情況，本文中的各項(xiàng)性能參數(shù)將是排錯(cuò)的最佳參考。

作者自我介紹：工控小周

人們中眼的天才之所以卓越非凡，并非天資超人一等，而是付出了持續(xù)不斷的努力。1萬(wàn)小時(shí)的錘煉是任何人從平凡變成超凡的必要條件。按比例計(jì)算就是：如果每天工作八個(gè)小時(shí)，一周工作五天，那么成為一個(gè)領(lǐng)域的專家至少需要五年。我從信捷（干了五年）出來(lái)后，做過(guò)步科獨(dú)立銷售，做過(guò)北辰 自己?jiǎn)胃蛇^(guò) ,可是我發(fā)現(xiàn)通用品越來(lái)越難做，生意越來(lái)越難做，但是生活還得繼續(xù)下去，我就在想，白天想，夜里想 突然想到2011年認(rèn)識(shí)的巨控的總經(jīng)理，他有好的產(chǎn)品，無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊GRM500，于是我從無(wú)錫碩放飛廣州， 經(jīng)培訓(xùn)成了巨控產(chǎn)品經(jīng)理，在巨控負(fù)責(zé)銷售和技術(shù)，并且一直努力專注下去！一直不忘初心，經(jīng)常奔赴第一現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行項(xiàng)目評(píng)估，項(xiàng)目實(shí)施，數(shù)據(jù)采集，工業(yè)物聯(lián)通訊，上位機(jī)，APP組態(tài)等。159618（工控小周）72327創(chuàng)建西門子WINCC社區(qū)